Comportamiento de sistemas gaseosos

                                                  INFORME PRÁCTICA DE LABORATORIO[pic 1]

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Laboratorio de química general (3006825) grupo 26,

informe No. 7, (26/10/2022)

Comportamiento de sistemas gaseosos

Jerónimo Giraldo Betancur, Alfonso Rincón Carrillo

Universidad Nacional de Colombia                                             

jegiraldob@unal.edu.co, alfrinconca@unal.edu.co

Objetivo. Estudiar propiedades de los gases usando como punto de partida las leyes de, Boyle, Gay Lussac y Charles, las cuales describen el comportamiento de los gases en interacción con la temperatura, la presión, el volumen, la difusión y el peso molecular presentes en un sistema gaseoso, realizando experimentos correspondientes para cada ley, de los que, con sus resultados, se interpretan las razones del comportamiento de los gases sometidos a distintas condiciones o presiones externas.

Palabras clave: difusión, presión, volumen, temperatura, peso molecular

1.     Introducción

Las propiedades físicas de la materia dependen en buena medida de su estado de agregación, y es posible que la mayoría de las sustancias existan en alguno de los tres estados de la materia, en cada uno de ellos la interacción entre las moléculas y las condiciones externas genera comportamientos distintos. Para el caso de los gases, que son, en diversos aspectos, más simples que los líquidos o los sólidos, hay algunas leyes descritas por los científicos Robert Boyle (1627-1691), Jacques Alexandre Charles (1746-1823) y Joseph Gay Lussac (1778-1850), y Thomas Graham (1805-1869) (Chang, Goldsby, 2017, p. 173).

Los gases tienen un movimiento molecular aleatorio, y fuerzas intermoleculares muy débiles, por lo que, sujetos a cambios de temperatura y presión, es fácil predecir su comportamiento. Estas leyes han desempeñado un papel muy importante en el desarrollo de la teoría atómica de la materia y la teoría cinética molecular de los gases (Chang, Goldsby, 2017, p. 173).

 Ley de Boyle

“La presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas” (Chang, Goldsby, 2017, p. 178).

A medida que se imprime presión a un sistema gaseoso en una cantidad definida y a una temperatura constante el volumen disminuirá, si por el contrario la presión disminuye el volumen del gas tenderá a aumentar, una propiedad que también se relaciona con la difusión de los gases, que describe la tendencia, por el movimiento aleatorio de sus moléculas, a dispersarse ocupando el máximo volumen posible (Flowers, Theopold & Langley, 2012 p. 9.4).

Ley de Gay-Lussac

“El volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas” (Chang, Goldsby, 2017, p. 183).

El volumen de un gas aumenta si se somete a un aumento de temperatura, debido a que la temperatura no es más que energía que se transfiere a las moléculas del sistema gaseoso, las cuales tenderán a moverse y a separarse entre sí, ocupando un mayor volumen, esto siempre y cuando la presión se mantenga constante. Cuando la temperatura disminuye el gas tenderá a contraerse, disminuyendo su volumen (Chang, Goldsby, 2017, p. 1782).

Ley de difusión de Graham

“la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa de sus partículas” (OpenStax, 2012, p. 9.4)

Cuando se introduce gas en una parte de un recipiente cerrado, sus moléculas se dispersan ocupando todo el espacio disponible, en respuesta a las diferencias de concentración, lo que se define como difusión, y la cual es una propiedad de los gases cuya velocidad se relaciona con proporcionalidad inversa al peso de las moléculas en un gas. En general se puede resumir que a mayor peso molecular, menor velocidad de difusión (OpenStax, 2012, p. 9.4).

2.     Parte experimental

2.1 Materiales y equipos

·       Algodón

·       Beaker 600 mL

·       Cubeta

·       Ensamble de tapón de goma

·       Erlenmeyer de 125 mL

·       Interface LabQuest2

·       Jeringa de 20 mL

·       Sensor de presión de gas Vernier

·       Sonda de temperatura Vernier

·       Tapones con tubo de vidrio

·       Tubería de plástico con dos conectores

·       Solución de ácido Clorhídrico

·       Solución de amoníaco

Procedimiento 1

En un beaker con agua se sumergió un erlenmeyer con un ensamble de tapón de goma, conectado a una interface LabQuest 2. También se introdujo un sensor de temperatura, conectado a la interface, se tomó el primer dato de presión atmosférica y temperatura ambiente, se empezó a calentar, luego se registraron los datos en intervalos de 10 grados celsius.

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